研究称地震传感器可以检测灾难性的洪水

2021年7月，德国阿尔河谷的社区经历了一场毁灭性的洪水，洪水冲走了房屋，造成近200人死亡。研究人员在研究那场灾难时发现，附近的一个地震仪站--旨在监测地震--在洪水发生时检测到了关于洪水的宝贵细节。

新研究的主要作者、哥廷根大学的博士后研究员Michael Dietze在美国地球物理学会的一份新闻稿中说：“如果该站的数据流能像我们现在的研究所显示的那样被利用和分析，那么关于洪水的规模和速度的基本实时信息就会被获得。”

这只是一个案例研究，但研究人员认为，其他现有的地震传感器--就像在阿尔河谷研究的那个--也可以用来检测未来类似的灾难性洪水。这可能会改变其他容易发生洪水的地方的游戏规则，因为 “目前的水位站网络不足以为未来的事件做好充分的准备，”Dietze说。

在2021年7月创纪录的降雨之后，足以将建筑从地基上撞开的洪水也冲毁了用于测量阿尔河沿岸水位的三个水文站--随着河水水位不断升高，河水测量仪很快就失去了作用。随着水位的急剧上升，“由于缺乏有关这些动态的信息，决策者基本上被蒙在鼓里，”新论文说。

另一方面，地震仪能够在大约1.5公里外安全地感知洪水的运动。该传感器不仅幸存下来，而且它还能够收集到比水文站更多的整体数据，即使它们一直站在那里。这是因为大多数河流测量仪都仅限于测量水位。另一方面，地震传感器可以读取地震信号来估计水位和洪水速度，甚至是洪水携带的危险--如汽车或被摧毁的房屋瓦砾。

“定居点的哪些部分可能会被淹没？洪水会运送多少瓦砾？水流的速度有多快？在某一特定时间内，洪水前沿在哪里？”论文说，这些都是地震仪在洪水发生时可以帮助回答的问题。

虽然这项研究专门研究了德国2021年的洪水，但它的发现可以为未来的努力提供参考，以便在阿尔河谷和具有类似地形的地区发生洪水前向人们发出预警。在世界许多地方，水位测量仪很少，而且相距甚远。即使有，它们也很容易被汹涌的洪水摧毁。此外，它们收集的数据通常只限于水位，而且通常在断断续续的读数之间有一个时间延迟。由于所有这些因素，研究人员提出，用现有的地震传感器来支持它们是有意义的，这些传感器已经被迅速设计成可以捕捉到异常的隆隆声。

当然，地震传感器越多，数据就越能给人们带来危险--无论是来自地震、洪水还是相关的山体滑坡。因此，现有的地震传感器网络将需要用更多的传感器和设备来加强，以满足所有这些目的。论文作者表示，在阿尔河谷和欧洲其他地形相似的洪水易发区，只需花费2021年灾难造成的数百亿欧元损失的极小部分就可以做到这一点。

但联合国警告说，早期预警系统的缺乏是一个全球性的问题。根据10月的一份报告，全世界只有一半的国家拥有足够的自然灾害和气候驱动的灾害预警系统。低收入国家缺乏拯救生命的信息的情况更加严重。该报告完成时，巴基斯坦遭受了灾难性的洪水，夺去了1700人的生命。

联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯在报告发布时说：“整个人口正在被一系列的气候灾害所吓倒，而没有任何事先预警的手段。科学家们发现，今年在巴基斯坦和2021年在德国发生的洪水都因气候变化而加剧。随着气候危机的恶化，在类似的灾难发生之前给人们提供足够的警告的需求变得更加紧迫。”